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专利号: 2021107337143
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多层多核学习与区域合并的砂岩孔隙检测方法,其特征在于,包括:步骤S1:获取原始孔隙图像并进行图像去噪和图像增强处理,得到预处理图像,再对图像进行SLIC超像素分割;

步骤S2:对步骤S1完成的初始分割结果,构建RAG区域邻接图,标记区域间的相邻关系;

步骤S3:抽取训练集图像,在超像素分割后进行人工标注,二分类为孔隙区域和非孔隙区域作为训练数据集标签;

步骤S4:对训练集图像提取人工特征,包括图像颜色特征、纹理特征、形状特征、边缘特征以及梯度特征得到多特征融合的特征向量,作为训练数据集特征;

步骤S5:构建多层多核模型,将训练数据集输入到多层多核模型中进行训练,保存训练后模型;

其中,多层多核模型定义为:

l (l) (l) l‑1

K=θ K (K )={θ(l,1)k(l,1)(θ(l‑1,1)k(l‑1,1)+…)+…θ(l,m)k(l,m)(…)},k(l,m)代表l层的第m个核,θ(l,m)是相应的参数;

步骤S6:将测试集图像提取多特征向量,输入到保存后的模型中;输出为当前区域为孔隙的概率,作为区域相似性度量值;

步骤S7:利用步骤6计算出来的区域相似性度量值,计算图中每个相邻区域的相似程度;

步骤S8:设定区域合并策略,进行区域合并;

步骤S9:直到不再合并后,输出孔隙检测区域。

2.如权利要求1所述的基于多层多核学习与区域合并的砂岩孔隙检测方法,其特征在于,步骤1具体包括:将原始CT图像进行双边滤波去噪处理,将处理后的图像采用SLIC算法进行超像素分割,作为分割算法的预处理步骤;

SLIC超像素分割算法包括将矿物图像由RGB空间转化到CIELAB颜色空间;结合像素点的二维坐标x、y可得到每个像素点的五维特征向量V=[l,a,b,x,y];

通过向量V计算像素点之间的距离相似度,从而对图像像素点进行局部聚类,得到矿物图像的超像素分割结果;其中像素点之间距离采用的是欧式距离进行计算,计算公式为其中:dc为颜色距离,ds为空间距离,Ns为类内最大空间距离,定义为Nc为最大的颜色距离;

分割后,每个超像素区域由具有同一标号的像素集组成,标号从0开始,直到预设的分割的块数值。

3.如权利要求2所述的基于多层多核学习与区域合并的砂岩孔隙检测方法,其特征在于,所述步骤S2包括:RAG区域邻接图为无向有权图,对建立的标号图像上的每一个标号,在区域邻接图建立一个对应的节点v,对相邻两节点间增加一条边,建立连接;

RAG的定义为:G=(V,E),节点V={v1,v2,...,vn}和边E={e1,e2,...,em},其中n,m分别表示节点数和边数,每条边代表一对无次序的节点(vi,vj)。

4.如权利要求1所述的基于多层多核学习与区域合并的砂岩孔隙检测方法,其特征在于,步骤S3包括超像素分割后的N个小区域,N个小区域为具有相同性质的像素分组,部分小区域进行人工标注,即为小区域进行人为设定是否为目标孔隙区域及非目标区域,其中,设定孔隙区域为0,非孔隙区域为1。

5.如权利要求1所述的基于多层多核学习与区域合并的砂岩孔隙检测方法,其特征在于,步骤S7包括:对于所有i和j,度量两个相邻区域Ri和Rj之间的相似性S(Ri,Rj),相邻两区域越相似,相似性度量越接近;每个Ri,i=1,2,…,n,从RAG中确定所有与Ri相邻的Rj(j≠i);确定Ri和Rj邻接,使用曼哈顿距离计算S(Ri,Rj),公式如下:S(Ri,Rj)=|Hi(x)‑Hj(x)|。

6.如权利要求1所述的基于多层多核学习与区域合并的砂岩孔隙检测方法,其特征在于,步骤S8包括:设定区域合并策略,合并最相似的两个相邻区域;

迭代所有区域,直到S(Ri,Rj)>T,那么停止合并Ri和Rj;其中,T值为合并阈值,T∈(0,

0.5),根据实际分割效果进行阈值调整。